Wetenschap
Een totale zonsverduistering, met een gedeeltelijke mislukking:wetenschappelijke expedities verlopen niet altijd zoals gepland
Eeuwenlang hebben astronomen zich gerealiseerd dat totale zonsverduisteringen een waardevolle wetenschappelijke kans bieden. Tijdens wat totaliteit wordt genoemd, verbergt de ondoorzichtige maan de heldere fotosfeer van de zon volledig:de dunne oppervlaktelaag die het grootste deel van het zonlicht uitzendt. Dankzij een zonsverduistering kunnen astronomen de kleurrijke buitenste atmosfeer van de zon en zijn delicate, uitgebreide corona bestuderen, die normaal gesproken onzichtbaar is in het verblindende licht van de fotosfeer.
Maar totale zonsverduisteringen komen zelden voor en zijn alleen zichtbaar vanaf een smal pad van de totaliteit. Eclipsexpedities vereisen dus een zorgvuldige planning vooraf om ervoor te zorgen dat astronomen en hun apparatuur op het juiste moment op de juiste plaats terechtkomen. Zoals de geschiedenis van de astronomie laat zien, gaan de dingen niet altijd volgens plan, zelfs voor de meest voorbereide eclipsjagers.
Naar vijandig gebied, overgeleverd aan de kaart
Samuel Williams, de nieuw benoemde hoogleraar wiskunde en natuurfilosofie aan het Harvard College, wilde graag een totale zonsverduistering waarnemen. Hij had in 1769 een Venusovergang gezien, maar had nooit de kans gehad om de corona van de zon tijdens een zonsverduistering te bestuderen. Volgens zijn berekeningen zou er op 27 oktober 1780 een totale zonsverduistering zichtbaar zijn vanuit de Penobscot Bay in Maine.
Maar het bereiken van Maine vanuit Massachusetts zou een probleem zijn; de Revolutionaire Oorlog woedde en Maine werd vastgehouden door het Britse leger. De wetgevende macht van Massachusetts kwam Williams te hulp; het gaf de Staatsraad van Oorlog opdracht een schip uit te rusten om de eclipsjagers te vervoeren. Voorzitter van het Huis van Afgevaardigden, John Hancock, schreef een brief aan de Britse commandant in Maine, waarin hij toestemming vroeg aan de wetenschappers om hun observaties te doen. Toen het met astronomen beladen schip bij Penobscot Bay aankwam, mochten Williams en zijn team landen, maar beperkt tot het eiland Isleboro, vijf kilometer uit de kust van het vasteland.
De ochtend van de grote dag was wolkenloos. Toen het berekende moment van de totaliteit naderde, om half twaalf, nam de opwinding toe. Het stukje niet-verduisterde zon werd smaller en smaller.
Toen, om 12.31 uur, begon het steeds breder te worden. Williams besefte tot zijn frustratie dat hij toch niet op het pad van de totaliteit zat. Ze waren 30 mijl te ver naar het zuiden.
Na een ingetogen reis terug naar Massachusetts probeerde Williams vast te stellen wat er mis was gegaan. Sommige astronomen suggereerden destijds en in de daaropvolgende eeuwen dat zijn berekeningen van het pad van de totaliteit onnauwkeurig waren.
Williams had echter een andere verklaring. In zijn rapport aan de nieuw opgerichte American Academy of Arts and Sciences gaf hij de schuld aan slechte kaarten:
"De lengtegraad van onze observatieplaats komt heel goed overeen met wat we in onze berekeningen hadden verondersteld. Maar de breedtegraad is bijna een halve graad minder dan wat de kaarten van dat land ons hadden doen verwachten."
Aangezien een halve lengtegraad overeenkomt met 30 zeemijl, zou dit kunnen verklaren waarom Williams te ver naar het zuiden belandde.
Hoewel Samuel Williams een totale zonsverduistering niet heeft gezien, was zijn expeditie geen totale mislukking. Terwijl hij naar het smalle streepje zon keek dat om 12.31 uur zichtbaar was, merkte hij dat het 'gebroken of in druppels gescheiden werd'. Deze heldere druppels, tegenwoordig bekend als Baily's Beads, zijn het resultaat van het licht van de zon dat door valleien en depressies langs de zichtbare rand van de maan schijnt. Ze zijn genoemd ter ere van astronoom Francis Baily; Baily zag en beschreef de kralen echter in 1836, bijna 56 jaar nadat Williams ze had waargenomen.
Moeilijk waar te nemen met rook in je ogen
Bijna een eeuw later, in 1871, wilde de Engelse astronoom Norman Lockyer graag een totale zonsverduistering waarnemen.
Drie jaar eerder hadden hij en de Franse astronoom Jules Janssen onafhankelijk van elkaar het spectrum van de chromosfeer van de zon gemeten; tot hun verbazing vonden ze een emissielijn in het gele bereik van het spectrum, die met geen enkel bekend element correspondeerde.
Lockyer beweerde stoutmoedig dat de emissielijn afkomstig was van een nieuw element dat hij 'helium' noemde, naar de zonnegod Helios. Omdat hij zich realiseerde dat eclipsen een nuttige mogelijkheid boden om naar meer onontdekte elementen te zoeken, werd Lockyer een groot voorstander van eclipsexpedities.
Hij wist dat de totale zonsverduistering van 12 december 1871 over Zuid-India zou trekken en haalde de British Association for the Advancement of Science over om een expeditie te sponsoren. Omdat ze wilde laten zien dat de Britse overheersing in India verband hield met wetenschappelijke vooruitgang, doneerde de Britse regering £2.000, en bood de stoomschipmaatschappij P&O verlaagde tarieven naar India aan voor de eclipsjagers.
Lockyers reis naar India verliep soepel. (Dit kon niet als vanzelfsprekend worden beschouwd; in 1870, op weg naar een zonsverduistering vanuit Italië, bevond Lockyer zich aan boord van een schip dat aan de oostkust van Sicilië aan de grond liep.) Het team plaatste hun instrumenten op een toren bij Bekal Fort. , aan de zuidwestelijke Indiase kust. De ochtend van 12 december 1871 was wolkenloos. Hoewel Lockyer last had van koorts (en van de effecten van de opium die hij slikte om die te behandelen), was hij er klaar voor.
Vervolgens merkte hij tijdens de eerste fasen van de zonsverduistering vreemde activiteit op in de regio onder het fort. Lokale bewoners verzamelden een enorme stapel kreupelhout om een vreugdevuur aan te wakkeren; Blijkbaar hoopten ze, door een helder vuur op aarde te creëren, de donkerder wordende zon aan te moedigen weer helder te worden. Lockyer was gealarmeerd; de rookkolom zou rechtstreeks tussen hem en de verduisterde zon zijn opgetrokken, waardoor zijn waarnemingen werden verpest.
Gelukkig was de plaatselijke hoofdinspecteur van politie aanwezig; hij riep een squadron politieagenten bijeen die het vuur blusten en de menigte uiteendreven. Tijdens de nu rookvrije zonsverduistering deed Lockyer waardevolle waarnemingen van de structuur van de corona van de zon.
Om een eclips te zien moet je de zon zien
Spring vooruit naar het begin van de 20e eeuw. De Engelse astronoom Royal Sir Frank Dyson wilde graag een totale zonsverduistering zien. Hij hoefde niet ver te reizen, aangezien de zonsverduistering van 29 juni 1927 een totaliteitspad door Noord-Engeland voerde, van Blackpool in het westen tot Hartlepool in het oosten. Als eminent figuur in het wetenschappelijke establishment en een gerenommeerd expert op het gebied van eclipsen, had Dyson geen moeite om financiële steun te verkrijgen voor zijn eclipswaarnemingen.
Wat hij echter niet kon beheersen, was het beroemde wispelturige Engelse weer. Gedurende de maand juni heeft Noord-Engeland gemiddeld ongeveer zeven uur direct zonlicht per dag; Dit komt echter door een mix van weersomstandigheden, waaronder volledig bewolkte dagen en volledig wolkenloze dagen. Dyson wist niet wat hij kon verwachten.
Nadat hij de weergegevens langs het voorspelde eclipspad had gecontroleerd, besloot Dyson te observeren vanuit het dorp Giggleswick in Yorkshire. Terwijl hij en zijn team zich voorbereidden op de zonsverduistering, leek de locatiekeuze aanvankelijk twijfelachtig; Twee weken vóór de zonsverduistering was de lucht elke middag volledig bewolkt, op het tijdstip waarop de totaliteit op 29 juni zou plaatsvinden.
Ondanks het grimmig weinig belovende weer kwamen massa's hoopvolle mensen samen op het wijdverspreide eclipspad. Spoorwegmaatschappijen hadden speciale excursietreinen, steden langs het pad van de totaliteit sponsorden 'eclipsdansen' en kranten boden 'ecliptobrillen' aan aan abonnees.
Uiteindelijk waren de meeste kijkers langs het eclipspad helaas teleurgesteld. Van de dwalende wolk die de totaal verduisterde zon van Blackpool Tower blokkeerde tot de ononderbroken bewolkte hemel bij Hartlepool, het weer werkte niet mee.
Gelukkig voor Frank Dyson was de stad Giggleswick echter bijna de enige locatie langs het eclipspad met een heldere hemel tijdens de totaliteit. De naar schatting 70.000 mensen die daar samenkwamen, in navolging van de koninklijke astronoom, profiteerden ook van het geluk van Dyson.
Na de zonsverduistering was de publieke verklaring van Dyson, naar Britse maatstaven, positief:"De foto's zijn buitengewoon goed gelukt. Een zeer duidelijke en opvallende zonsverduistering. Onze waarnemingen zijn inderdaad heel goed verlopen."
Ondanks de problemen die het weer met zich meebrengt... en rokerige vreugdevuren... en onbetrouwbare kaarten... zijn astronomen altijd volhard in hun zoektocht naar het waarnemen van eclipsen.